高中物理人教版 (2019)必修第二册第七章万有引力与宇宙航行综合与测试同步测试题

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这是一份高中物理人教版 (2019)必修第二册第七章万有引力与宇宙航行综合与测试同步测试题，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第七章　万有引力与宇宙航行

专题强化练9　宇宙速度　卫星的发射与变轨

一、选择题

1.(2020浙江杭州师大附中高一下测试,)已知月球质量与地球质量之比约为1∶80,月球半径与地球半径之比约为1∶4,则月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比最接近 (　　)

A.9∶2　　　　　B.2∶9　　　　　C.18∶1　　　　　D.1∶18

2.(2021江西重点中学高一下第一次联考,)2020年12月3日23时10分,“嫦娥五号”从月面起飞,将携带样品的上升器送入到预定环月轨道,顺利完成最关键、风险最高的操作。要使携带样品的上升器脱离月球的束缚返回地球,至少需要多大的发射速度(地球半径约为月球半径的3.66倍,地球质量约为月球质量的81倍,已知第二宇宙速度为第一宇宙速度的倍) (　　)

A.3.56 km/s　　　　　　　　B.2.38 km/s

C.1.68 km/s　　　　　　　　D.1.28 km/s

3.(2021浙江五校联考,)发射火星探测卫星时,卫星首先进入近地轨道,然后变轨使卫星进入椭圆转移轨道,到火星表面附近再变轨围绕火星做匀速圆周运动。若转移轨道和地球绕日轨道的切点正好为转移轨道的近日点,和火星绕日轨道的切点为转移轨道的远日点,卫星在转移轨道运动时,忽略地球和火星的引力对卫星飞行的影响。则 (　　)

A.从近地轨道上某处直接进入椭圆转移轨道,必须使卫星速度增加,但不能超过11.2 km/s

B.如果测得卫星围绕火星运行的周期,就能估算出火星的密度

C.卫星在近日点的速度比在远日点的小

D.若日、地距离为R,转移轨道近日点和远日点距离为L,则卫星经转移轨道到火星轨道的时间为年

4.(2021浙江9+1高中联盟高二下期中,)2020年7月23日火星探测器“天问一号”在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。若探测器登陆火星前,除在P点通过发动机喷火改变轨道外,其余过程中仅受火星引力作用,经历从椭圆轨道Ⅰ→椭圆轨道Ⅱ→圆轨道Ⅲ的过程,如图所示。假设火星探测器“天问一号”变轨前后质量不变,则下列说法正确的是 (　　)

A.发射速度大于16.7 km/s

B.从P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速

C.在轨道Ⅰ运行的周期小于在轨道Ⅱ运行的周期

D.在轨道Ⅲ上经过P点和在轨道Ⅱ上经过P点受到的万有引力相同

二、非选择题

5.(2020北京八中高一下期中,)中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术,其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示,设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,若已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:

(1)地球的平均密度;

(2)飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小;

(3)椭圆轨道远地点B距地面的高度h2。

答案全解全析

1.B　第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,由G=m得v=,因此月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比=≈,选项B正确。

2.B　要使携带样品的上升器脱离月球的束缚返回地球,发射速度应不小于月球的第二宇宙速度且小于月球的第三宇宙速度,故发射速度的最小值为v===×11.2 km/s≈2.38 km/s,故选B。

3.B　根据卫星变轨原理可知,从近地轨道上某处直接进入椭圆转移轨道,必须使卫星速度增加,使之做离心运动,要使卫星脱离地球引力的束缚,但仍受太阳引力的束缚,卫星速度必须不小于第二宇宙速度11.2 km/s,小于第三宇宙速度16.7 km/s,故A错误;卫星到火星表面附近再变轨围绕火星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,可得G=mR,解得火星质量M=,又ρ=,联立解得ρ=,测出T,可以估算出火星密度,故B正确;根据开普勒第二定律可知,卫星在近日点的速度大于在远日点的速度,故C错误;若日、地距离为R,根据开普勒第三定律可得=,其中T地=1年,解得T星=年,则卫星经转移轨道到火星轨道的时间为=年,故D错误。

4.D　“天问一号”要脱离地球,到达火星,发射速度要不小于第二宇宙速度,且小于第三宇宙速度,故发射速度小于16.7 km/s,故A错误;卫星从P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,为从高轨道变轨到低轨道,需要点火减速,故B错误;根据开普勒第三定律可知,轨道半长轴越大,卫星运行周期越大,轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅱ的半长轴,则卫星在轨道Ⅰ上运行的周期大于卫星在轨道Ⅱ运行的周期,故C错误;卫星在轨道Ⅲ上经过P点和在轨道Ⅱ上经过P点时,离火星的距离相同,受到的万有引力相同,故D正确。